Карданный вал ЗИЛ-130: устройство, ШРУС и причины вибраций

Шкворневые соединения передней оси ЗИЛ-130 и его модификаций оказываются в центре внимания обычно после того, как водитель начинает жаловаться на «рыскание» автомобиля по трассе, а механик обнаруживает люфт при вывешенном колесе. Однако частая ошибка заключается в том, что диагноз ставится на слух или по качанию колеса в вертикальной плоскости, тогда как разрушение вкладыша или износ пальца может проявляться совершенно иначе. Чтобы не менять поворотный кулак в сборе, необходимо четко разделять конструктивные особенности разных годов выпуска и понимать, как именно распределяется нагрузка в этом узле.

Конструкция и зоны износа шкворневого соединения ЗИЛ

Передняя ось грузовика ЗИЛ семейства 130 и 131 использует классическую схему с двумя шкворнями на каждом поворотном кулаке. Нижний шкворень воспринимает основную вертикальную нагрузку от массы автомобиля, верхний в основном работает на распор и удержание геометрии при повороте. Между проушинами балки моста и бобышками кулака установлены бронзовые втулки, которые запрессованы в корпус поворотного кулака. Между нижней проушиной балки и кулаком ставится упорный подшипник, часто роликовый или шариковый.

Износ начинается не с появления стука, а с изменения пятна контакта в верхней втулке. Когда смазка теряет свои свойства, а пыльник порван, абразивная грязь смешивается с консистентной смазкой и работает как паста. В результате шкворень получает не равномерный износ по окружности, а односторонний, направленный в сторону действия боковых сил при движении. Особенно это заметно на автомобилях, которые длительное время эксплуатируются с перегрузом передней оси или с установленным снегопогрузчиком, где статическая нагрузка значительно превышает проектную.

Отдельно стоит рассматривать ситуацию с люфтом в вертикальной плоскости. Если при покачивании колеса рукой ощущается отчетливый щелчок и металлический стук, это не всегда означает износ шкворня. Часто причиной оказывается ослабление гайки верхнего шкворня или выработка в самой балке моста под нижней втулкой, когда посадка становится не натягом, а скользящей. Именно поэтому на сайте kardan-zil.ru и в специализированных мастерских механики первым делом проверяют затяжку гаек, а не снимают узел.

Характерные причины выхода из строя

Интенсивность изнашивания шкворневого соединения зависит от типа коробки передач и манеры движения. Автомобили с механической КПП, которые работают в городском цикле с частыми маневрами на ограниченной площади, нагружают шкворни знакопеременными усилиями. Резкие повороты руля на месте, когда колесо стоит на асфальте, создают усилие, передаваемое через плечо обода колеса, что в несколько раз превышает номинальный момент, заложенный конструктором.

Существует три основных сценария разрушения:

• Выкрашивание торца нижней втулки и разрушение упорного подшипника из-за отсутствия смазки;
• Смятие бронзы из-за удара о бордюр или яму, когда нагрузка передается через рычаг поворотного кулака;
• Усталостный излом шкворня по канавке под стопорное кольцо, что случается редко, но требует немедленной замены при малейшем подозрении.

Смазка узла через пресс-масленку обязательна каждые 500-600 км пробега или раз в смену при интенсивной работе. Солидол, который выдавливается через зазоры при исправном состоянии, является признаком того, что каналы не забиты, а втулки работают. Если смазка выходит только из-под пыльника или не выходит вовсе, а масленка упирается, это сигнал к разборке: канал забит продуктами износа.

Процедура проверки технического состояния

Прежде чем снимать колесо и кулак, выполняется диагностика в статике. Автомобиль устанавливается на ровную площадку, руль поворачивается в крайнее положение. Проверяется вертикальный люфт шкворня при резком торможении, когда передняя ось разгружается. Однако самый информативный метод требует подъемника.

Вывешенное переднее колесо раскачивается в двух плоскостях. Сначала рабочим хватом за шину в верхней и нижней точке, затем в горизонтальной плоскости за боковины. Вертикальный люфт, когда верхняя часть колеса отклоняется внутрь арки, а нижняя наружу, указывает на износ втулок или шкворня. Люфт в горизонтальной плоскости, когда колесо качается как руль вокруг оси шкворня, указывает на износ рулевых тяг или наконечников, а не на сам шкворень. Важно не путать эти два направления.

На ЗИЛ-130 применяются два типа упорных подшипников: закрытые, которые не требуют обслуживания, и открытые, установленные на машинах ранних годов выпуска. Открытый подшипник требует набивки смазки при каждой разборке. Если автомобиль оборудован гидроусилителем, стук в шкворне часто маскируется работой насоса и может быть слышен только при выключенном двигателе на стоянке.

Выбор втулок и ремонтных размеров

При разборке узла после демонтажа кулака замеряется фактический диаметр шкворня в двух поясах. Верхний пояс, работающий в зоне, где происходит поворот, изнашивается меньше нижнего, так как находится дальше от точки приложения нагрузки. Заводской допуск на овальность шкворня не должен превышать 0,03 мм. Если шкворень имеет выработку в виде «седла», появляющуюся из-за длительной работы с забитой масленкой, расточка втулок не поможет, поскольку сам палец имеет неравномерный износ.

Ремонтные втулки выпускаются с припуском под расточку, а также чистовые. Для установки чистовой втулки необходимо обеспечить натяг в посадочном отверстии кулака, который достигается запрессовкой на прессе с усилием не менее 4 тонн. Запрессовка ударами молотка недопустима, так как приводит к деформации бронзы и задирам на внутренней поверхности.

Перед сборкой каналы для смазки продуваются сжатым воздухом, проверяется совпадение отверстия в кулаке с канавкой на втулке. Некоторые втулки имеют отверстие под смазку, которое необходимо сориентировать относительно канала в теле кулака. Если отверстие не совпадет, смазка будет поступать только в верхнюю часть, оставляя нижнюю без обслуживания.

Регулировка и последствия неправильной сборки

Верхний шкворень имеет резьбовую часть и гайку, которой регулируется осевой зазор. Этот зазор должен быть минимальным, но не нулевым. Чрезмерная затяжка приводит к нагреву и заклиниванию поворотного кулака, что проявляется тугим вращением руля и повышенным расходом топлива. Ослабленная гайка дает стук при каждом изменении направления движения.

После сборки проверяется усилие поворота кулака. Для этого колесо устанавливается на место, автомобиль опускается, и руль вращается от упора до упора. Усилие должно быть равномерным, без рывков и провалов. Если в среднем положении руль вращается легче, чем в крайних, это признак неравномерной затяжки или изгиба шкворня.

Нередко причиной повреждения нового шкворня становится установка кулака от другой модификации. На шасси ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131 передние оси практически идентичны, однако отличаются плечом обката. Замена кулака на несоответствующий изменяет угол продольного наклона оси поворота, что проявляется уводом автомобиля в сторону при торможении. Такая неисправность не устраняется регулировкой схождения и приводит к ускоренному износу шин.

В процессе сборки не забывайте про контрольный замер: после того как кулак установлен и затянуты гайки, проверьте усилие поворота ключом за сошку или непосредственно за руль. При отсутствии опыта доверяйте регулировку мастерам, которые имеют стенд для обкатки моста и моментомер. Практический вывод прост: любые стуки и люфты в передней оси требуют разборки и визуальной проверки не только втулок, но и состояния балки моста в местах посадки, наличие трещин в сварных швах и деформации поворотного кулака. Своевременная замена изношенных элементов обойдется дешевле, чем покупка нового кулака или ремонт балки после разрушения шкворня на ходу.